Abstract. Radio Occultation (RO) using the Global Navigation Satellite Systems (GNSS) can be used to infer atmospheric profiles of microwave refractivity in the Earth’s atmosphere. GNSS RO data are now assimilated into numerical weather prediction models and used for climate monitoring. New remote sensing applications are being considered that fuse GNSS RO soundings and passive nadir-scanned radiance soundings. Collocating RO soundings and nadir-scanned radiance soundings, however, is computationally expensive, especially as new commercial GNSS RO constellations greatly increase the number of global daily RO soundings. This paper develops a new and efficient technique, called the “rotation-collocation-method”, for collocating RO and nadir-scanned radiance soundings in which all soundings are rotated into the time-dependent reference frame in which the nadir sounder’s scan pattern is stationary. Collocations with RO soundings are then found when the track of an RO sounding crosses the line corresponding to the nadir sounder’s scan pattern. When applied to finding collocations between RO soundings from COSMIC-2, Metop-B-GRAS, and Metop-C-GRAS and the passive microwave soundings of ATMS on NOAA-20, Suomi-NPP, and AMSU-A on Metop-B and Metop-C for the month of January, 2021, the rotation- collocation method proves to be 99.0 % accurate and is hundreds to thousands of times faster than traditional approaches to finding collocations.

中文翻译：

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GNSS 无线电掩星探测与被动天底微波探测的高效搭配

摘要。使用全球导航卫星系统 (GNSS) 的无线电掩星 (RO) 可用于推断地球大气中微波折射率的大气分布。GNSS RO 数据现在被纳入数值天气预报模型并用于气候监测。正在考虑融合 GNSS RO 探测和被动天底扫描辐射探测的新遥感应用。然而，并置 RO 探测和天底扫描辐射探测在计算上是昂贵的，尤其是当新的商业 GNSS RO 星座大大增加全球每日 RO 探测的数量时。本文开发了一种新的高效技术，称为“旋转配置法”，用于配置 RO 和天底扫描辐射探测，其中所有探测都旋转到时间相关的参考系中，其中天底探测仪的扫描模式是静止的。当 RO 探测的航迹穿过对应于天底探测仪扫描模式的线时，就会发现与 RO 探测的搭配。当应用于寻找 COSMIC-2、Metop-B-GRAS 和 Metop-C-GRAS 的 RO 探测与 NOAA-20、Suomi-NPP 和 AMSU-A 在 Metop-B 和 ATMS 上的无源微波探测之间的搭配时对于 2021 年 1 月的 Metop-C，旋转搭配方法被证明是 99.0% 的准确率，并且比传统的查找搭配方法快数百到数千倍。当 RO 探测的航迹穿过对应于天底探测仪扫描模式的线时，就会发现与 RO 探测的搭配。当应用于寻找 COSMIC-2、Metop-B-GRAS 和 Metop-C-GRAS 的 RO 探测与 NOAA-20、Suomi-NPP 和 AMSU-A 在 Metop-B 和 ATMS 上的无源微波探测之间的搭配时对于 2021 年 1 月的 Metop-C，旋转搭配方法被证明是 99.0% 的准确率，并且比传统的查找搭配方法快数百到数千倍。当 RO 探测的航迹穿过对应于天底探测仪扫描模式的线时，就会发现与 RO 探测的搭配。当应用于寻找 COSMIC-2、Metop-B-GRAS 和 Metop-C-GRAS 的 RO 探测与 NOAA-20、Suomi-NPP 和 AMSU-A 在 Metop-B 和 ATMS 上的无源微波探测之间的搭配时对于 2021 年 1 月的 Metop-C，旋转搭配方法被证明是 99.0% 的准确率，并且比传统的查找搭配方法快数百到数千倍。